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39岁获菲尔兹奖,他说:科研不是数理博士的唯一归宿 |
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近日,在上海举办的第三十六届国际弦理论大会(Strings 2026)现场,《中国科学报》记者见到了有“最聪明的在世物理学家”之称的美国理论物理学家爱德华·威滕(Edward Witten)。
回看威滕的早期经历,可以说他是一位名副其实的“斜杠青年”。威滕本科学习历史和语言学,并立志成为一名政治家或新闻记者。大学毕业后,他先是加入竞选团队工作了一段时间,又决定返回校园在经济学专业深造。没过多久,他又意识到自己对数学更感兴趣,便转学到普林斯顿大学的应用数学学院,并在一年后转向物理,师从2004年诺贝尔物理学奖获得者戴维·格罗斯。
几番跨界“折腾”后,年仅25岁的威滕获得了博士学位。成为独立研究员后,他在广义相对论正能量定理证明、超对称与莫尔斯理论联系、拓扑量子场论创立等方面作出突破性贡献,并在39岁斩获数学领域国际最高奖项之一——菲尔兹奖。迄今为止,他仍是唯一一位获得菲尔兹奖的物理学家。
在专访中,对于他本人研究方向的转变,以及当下热议的青年科研生态等话题,威滕一一给出了自己的见解。
爱德华·威滕。主办方供图
《中国科学报》:近年来,你访问中国多次,中国的物理研究给你留下了哪些印象?
爱德华·威滕:
中国在数学和物理学方面取得了令人印象深刻的进步。我所认识的许多最杰出的年轻物理学家都是中国人,这一数量远多于25年前我初次来中国时的情况。我真希望40年前我就有机会来到中国,那段时间的变化肯定也非常显著。
另外,这些年轻的研究人员也总是给我很多灵感。在某些时候,我甚至觉得难以跟上他们的步伐。我相信中国会成为理论物理的领导者之一,这对于物理界乃至整个世界都是极好的事。
《中国科学报》:这次国际弦理论大会上,你的博士生导师、诺贝尔奖获得者戴维·格罗斯也受邀出席,他评价你是一位非凡的科学家。你们二人在学术品味与研究习惯上有什么异同?
爱德华·威滕:
我想,首先我们有着共同的学术志趣,这指引我们建立了师生关系。
至于不同之处,戴维比我年长一些,成长于一个实验物理发展迅速的时期,这塑造了他在物理学方面的研究思路。在理论物理标准模型的进步中,我的导师戴维作出了重要贡献,获得了诺贝尔物理学奖,并深刻改写了理论物理的格局。
当我开启研究生学习时,实验物理仍在产出重要的结果,但进展已经趋于平缓。在我成长的时期,出现了很多新的数学问题,所以我的工作与数学的联系更紧密。
《中国科学报》:所处理论物理发展阶段的差异,造就了你们二人迥异的研究脉络。那对于如今的年轻理论物理学者来说,他们要如何拥抱人工智能(AI)时代?
爱德华·威滕:
我确实会用AI帮助我进行一些计算,但AI对理论物理学究竟意味着什么,目前很难预测。我希望它最终能发展出物理直觉,让物理学家也能从中受益。就现在来说,AI可以帮助人们学习一些自己不知道的文献记载知识,但你不能指望AI会提出原创的想法。在某种程度上,AI就像一个知道一切但不太了解深层含义的存在。
另外我发现,当与同事交流时,即使对方没说什么,也常常有助于打磨自己的想法。所以,我有时也会把AI当作一位倾听我说话的同事。当然,我很期待和一台真正对物理学感兴趣、能够深入思考的机器进行交流。
《中国科学报》:你的本科专业是历史和语言学,你还曾参与政治活动,但随后又返回校园攻读物理学博士。这样的跨界听起来很突然,你在转变兴趣前就一直关注物理问题吗?
爱德华·威滕:
并非如此。我很希望能更早些接触物理和数学,这样我在转向后也能更容易一些。
《中国科学报》:你转向物理界的决定在日后看来是非常正确的。但在你做出转向的决定前,有过犹豫吗?
当时,我的确意识到我在物理和数学方面比其他任何方面都更有天赋,周围的人也愿意相信并支持我做这个决定,所以我并没有太多犹豫。但专业转向并不容易,这在美国很难实现,在其他许多国家甚至更难,因为年轻人有时被要求选择并坚持某一特定领域。
《中国科学报》:如今,在科研机构“非升即走”的严格考核下,并非所有有志青年都能留在科研界。你如何看待这样的制度及现象?这是否会消磨年轻一代的研究热情?
爱德华·威滕:
我的博士同学先前组织了一场线上同学会活动,参加者都是1976年获得物理学博士学位的毕业生。当时大家在交流后发现,几乎没有几个人还留在科研界。在美国,许多有数学或物理博士学位的人都在做其他事,比如计算机、银行、经济学,甚至生物学。让所有博士生都进入科研界不太合理,而且其他领域也是十分吸引人的。
我知道中国对于基础科学是十分重视的,为青年科研人员提供充足的数学、物理领域发展机会,便是其中重要一环。话虽如此,我对中国的情况了解不够详细,可能也无法提供实用的建议。
《中国科学报》:你如今对理论物理研究的热情一如当初吗?近年有哪些令你感兴趣的问题?
爱德华·威滕:
我一直以来都对重力和量子力学之间的关系非常感兴趣。当然,我们也一直是在黑暗中探索这些问题。然而,对于目前已彻底探索的部分而言,我们甚至不知道它们是整个图景的1%还是60%,或介于这之间。我们也无法确定正在解决的问题究竟有多难。
《中国科学报》:在诸多未知面前,年轻的物理学者要如何保持探索的勇气?
爱德华·威滕:
我想对年轻学者说,无论是在物理还是数学领域中,我们或许很难发现一个全新的大陆,也很难登上一座从未有人涉足过的山峰,但领域中仍有许多令人兴奋的问题。只要你确定自己充满兴趣,那我会说,得以在这样的领域探索绝对是令人兴奋、非常珍贵的机会。
《中国科学报》:作为一位获得菲尔兹奖的物理学家,你是否会建议学物理的人首先应打好坚实的数学基础?
爱德华·威滕:
我的确认为物理专业的学生应该多精进数学。当然,如果他们的目标是进入高水平的领域,例如弦理论,最重要的事仍是对物理学有扎实的理解。有时候,在探索的过程中,才能逐渐了解你的研究方向所需的数学技能是什么。
《中国科学报》:你在过去的采访中提到,近年你开始学习演奏钢琴了。好多物理学家和数学家都在音乐方面有一定造诣,你会在音乐中思考并获得灵感吗?
爱德华·威滕:
我的确非常享受弹钢琴的过程,但我的演奏水平仍是十分有限的。我知道有不少人的确会在做一些其他事的时候,突然产生新的想法。可惜的是,我似乎还未从弹琴中产生研究的灵感,可能是因为钢琴过多地吸引了我的注意力(笑)。
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